Avinurme kool asutati kõrgema algkoolina 1920.aastal. 
1929.aastal, pärast Maetsma kooliga ühinemist, on koolil olnud erinevaid nimesid ja vorme: 1929- Avinurme 6-klassiline Algkool; 1940- Avinurme Algkool; 1944- Avinurme Mittetäielik Keskkool; 1950- Avinurme 7-klassiline Kool; 1961- Avinurme 8-klassiline Kool; alates 1976- Avinurme Keskkool. 
Avinurme Gümnaasiumi nime kannab kool alates 1.septembrist 2009.aastast. 

1920- 1973 toimus õppetöö tollases vallamajas (tänane kooli söökla ja muusikakooli filiaal). 1968.aasta 25.mail pandi nurgakivi uuele koolihoonele ning 1.septembril 1973 algas õppeaasta avaras nõuetele vastavas koolimajas. 
2006.aastal alustati 70-ndatel ehitatud koolihoone renoveerimist ning renoveeritud õppehoones algas koolitöö 1.septembril 2007.aastal. 

Õpikeskkond Avinurme Gümnaasiumis on kaaseaegne. Õppeprotsessis on kasutusel erinevad IKT vahendid.  Koolis on kaks arvutiklassi, töökoda, käsitööklass-õppeköök, raamatukogu, jõusaal, spordihoone, staadion. Töökojas on võimalik õppida puu- ja metallitööd, sepistamist ja keevitamist. Kohalike traditsioonide edasiviimiseks on tööõpetuse ainekavadesse sisseviidud laastupunumise õpetus. Ettevõtlike õpetajate initsiatiivil osalevad õpilased järjepidevalt rahvusvahelistes projektides ning üleriigilistel ja maakondlikel õpiüritustel. 

Gümnaasiumiastmes on õpilastel võimalik õppida erinevaid valikaineid: majandus- ja ettevõtlusõpe, tehnoloogiaõpetus, riigikaitse, psühholoogia, meediaõpetus, religiooniõpetus, autoõpetus (B-kat), informaatika. 

Huvitegevus on kooli lahutamatu osa. Huvialaringidest tegutsevad näitering, laulukoorid, tantsuringid, kunsti- ja käsitööringid, projektiõpe, saalihoki, robootika, lauamänguring, liiklusring, pilliõpe, kitarriring.
Aktiivselt osaletakse kergejõustiku- ja võrkpallitreeningutes.

Koolis on väljakujunenud traditsioonid:
sügisesed ja kevadised heakorrapäevad, jõululaat, kooli jõulujumalateenistus Avinurme kirikus, tunnustamine "Tegus kodanik ja koostööpartner" vabariigi aastapäeval, juhtkonna kevadine vastuvõtt tublimatele õpilastele ning nende vanematele ja juhendajatele, rahvakalendri tähtpäevade tähistamine, ainekomisjonide poolt temaatiliste ürituste ja õppekäikude korraldamine.

Koolil on oma raadio, koolibänd ja tegutsev õpilasesindus.

Aastast 2002 on kooli väga hea sõber, toetaja ja koostööpartner Radisson Blu Sky hotell. Pikaajaline koostöö on koolil Avinurme Elulaadikeskuse ja Avinurme Puiduaidaga. 2018.aastal loodi grupi õpetajate eestvõttel MTÜ Avinurme Kooli Heaks, mille eesmärgiks on kooli toetamine erinevate tegevuste kaasabil.